Р 691 Книга для начинающего исследователя-химика. — Л.: Химия, 1987. — 280 с.
Как преодолевать некоторые сложности, сопутствующие исследовательской работе? В книге рассказывается о ее организационной и технической сторонах, о статистической обработке экспериментальных данных, оценке их пригодности, планировании эксперимента, оформлении результатов исследования, библиографическом поиске и т. п. Уделено внимание приборному обеспечению исследований, проблемам, возникающим при переходе от лабораторной стадии к промышленному внедрению разработок.
Для инженерно-технических и научных работников химической и смежных отраслей науки и промышленности.
Предисловие
Исследование является одним из видов профессиональной деятельности человека. Выделение профессионалов-ученых в процессе разделения труда произошло очень давно. В орбиту исследовательской деятельности непрерывно вовлекаются новые лица, расширяется география научных учреждений. Элементы исследовательской работы встречаются в деятельности не только ученых, но и рабочих-рационализаторов, административно-управленческого персонала и т. д.
Ознакомление молодежи с технической стороной исследовательской работы позволяет интенсифицировать ее выполнение в соответствии с задачами, поставленными XXVII съездом КПСС.
Можно ли «выучить кого-то на исследователя»? Весьма заманчивая перспектива — ознакомиться с набором стандартных приемов и в результате стать хорошим ученым или хотя бы приобрести уверенность, что чем больше навыков освоено, тем лучше пойдет исследование. Увы, это не так. Если читатель, открывая эту книгу, надеется, добравшись до последней страницы, превратиться в ученого, он глубоко ошибается. Но развитие научной мысли породило множество приемов и навыков, упрощающих и облегчающих проведение исследований. Без этих навыков поступательное движение исследования замедляется, а сам исследователь может утонуть в черновой, технической работе, подчас не подозревая, что ее можно упростить и сократить.
Цель этой книги — помочь вам в освоении ряда основных, главным образом технических приемов исследовательской деятельности. Что дает знакомство с
ЭТОЙ Стпппнпи ня\7пнг»й nafirvrvj? ТРУНШГЯ НР1ГПТППЫУ
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................
Глава 1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ СТОРОНЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
О выборе предмета исследования ........... .
Первоначальная постановка вопроса и его корректирова-
ние в ходе работы............... . 7
Актуальность темы................ 9
Некоторые предварительные оценки.......... 10
Кривая временной зависимости публикаций ..... .10
Теоретический и инженерный расчет......... 12
Материальная база................ 13
Точность, сроки и пр................ 13
«Заинтересованные лица»............. 13
Пробоотбор и пробоподготовка — специфические этапы химико-технологического эксперимента........... 14
Условия пробоотбора ............... 14
Скучные операции пробоподготовки......... 17
Каких ошибок нужно опасаться при пробоотборе? . . . .18 Факторы, учитываемые перед началом исследований, связанных с производством............... 2Й
Промышленная конъюнктура............ 20
Утилизация отходов и повышение выхода....... 23
Что может препятствовать внедрению результатов? ... 25
Вопросы оптимизации............... 26
Глава 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СТОРОНЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
Несколько замечаний о культуре работы........ 28
Рабочие записи ................. 29
Последовательность измерений........... 32
Методы проверки эксперимента........... 33
Приемы повышения компактности экспериментальной работы . '...................... 35
Широкий поиск и отсеивающие испытания....... 35
Метод размерностей............... Щ
анализ.............. 3t
Учет масштабных факторов............ . 42
Масштабирование................ 42
Проблемы, возникающие при масштабировании..... 42
Применение критериальных методов......... 46
О некоторых особенностях исследовательской аппаратуры 46
Что определяет выбор аппаратуры?......... 46
Чем отличается исследовательская аппаратура от технической?..................... 48
Использование принципов стандартизации в исследовательской работе..................... 50
Зачем нужна стандартизация?........... 50
Ступени стандартизации .............. 51
Единство определений и единство измерений ..... 55
Глава 3 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
Измерения и их погрешности.............. 56
Числовые характеристики случайных распределений , . . 59 Нормальное распределение..............61
Некоторые выборочные распределения, необходимые при статистических исследованиях.............65
Распределение Стьюдента.............66
Распределение Пирсона х2 (хи-квадрат)........67
Распределение отношения дисперсий......... 67
Доверительная вероятность и доверительные границы ... 67
Доверительные границы математического ожидания результата для нормального нормированного распределения . . 68 Доверительные границы для малой выборки (^-критерий) 68
Задачи статистической проверки гипотез ........ 69
Правила корректной статистической обработки результатов
количественных измерений.............. 71
Вычисление среднего значения результата....... 71
Определение выборочной дисперсии s2 по отклонениям от
среднего.................. 72
Определение выборочного коэффициента вариации . . . 72 Определение относительного стандартного отклонения .выборки ..................... 73
Запись результатов измерений............ 73
Точность цифрового выражения данных ........ 73
Округление числовых данных............ 75
Арифметические действия с приближенными или округленными числами ................. 75
Округление справочных данных и констант...... 76
Погрешности косвенных измерений.......... 76
Число параллельных для результата, полученного с заданной
погрешностью................... 80
Г л а в а 4 ОЦЕНКА ПРИГОДНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
Некоторые принципы оценки пригодности результатов ... 82
Для малой выборки...............82
Для большой выборки............. . 83
Оценка однородности дисперсии............84
Оценка однородности двух дисперсий.........84
Сравнение нескольких дисперсий при одинаковом объеме
выборок....................85
Сравнение нескольких дисперсий при неодинаковом объеме выборок....................85
Оценка близости случайного распределения к нормальному 86 Сравнение двух методов измерений (вычисление дисперсии по
парным измерениям)................86
Сравнение данных двух экспериментов (двух литературных источников) ...................90
Г л а в а 5 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЭКСПЕРИМЕНТА С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКИХ
МОДЕЛЕЙ
Линейный регрессионный анализ. Метод наименьших квадратов .......................92
Линейная регрессия относительно одной независимой переменной .....................93
Множественная линейная регрессия.........97
Дисперсионный анализ............ 98
Представление экспериментальных данных формулами без использования МНК..............." . 98
Метод конечных разностей.............98
Преобразование к линейному виду..........99
Метод избранных точек..............102
Экстраполяция и интерполяция. Интерполяционная формула Лагранжа.................ЮЗ
Г л а в а 6. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Пассивный и активный эксперимент..........1
Рандомизация...................1
Модель эксперимента. Кодирование факторов.......108
Полный факторный эксперимент.............109,
Матрица планирования. Расчет коэффициентов модели-. . 1Ш Смешивание эффектов. Дробные реплики.......1Ц|
Оптимизация фунций отклика. Метод Бокса — Уилсона . . 114 Другие методы активного планирования эксперимента . , . И°1
Симплекс-метод.................|А&
Метод эволюционного планирования.........120.
Общие замечания о статистических методах планирования 121^
У Глава 7. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ",
Коэффициент линейной корреляции двух исследуемых величин 123 Критерий независимости и силы линейной связи для двух ''%j
нормально коррелированных величин.......' 'lor
Множественная линейная корреляция........ • I*'
Глава 8. ПРИБОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА
Вопросы проектирования измерительных систем ..... 128
Выбор места измерения..............128
Учет влияния измерительной системы на результаты измерения .....................129
Динамические характеристики измерительной системы . . 132 Дополнительные соображения относительно выбора методики ......................136
Аналоговая или цифровая форма?..........138
Устройство пульта ................ 140
Когда целесообразно прибегать к микропроцессорным системам? .....................140
Автоматизированные системы научных исследований . . .142
Степень автоматизации .............. 142
Снова о стандартизации.............144
Контроль измерительных систем...........145
Глава 9. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
Приемы упорядочения данных . . ..........148
Подсчет....................148
Группировка..................149
Техника построения графиков............154
Координатные сетки...............154
Масштаб шкал..................156
Точки и кривые.................159
Краткие сведения о номограммах и номографии.....163
Специальные применения графиков .......... 168
Проверка теоретических представлений ........ 168
Извлечение числовых характеристик ......... 169
Подбор эмпирических зависимостей.........171
Метод спрямляющей шкалы............173
Решение сложных уравнений............174
О принципах извлечения максимальной информации из экспериментальных данных............... 175
Как избежать потерь информации?..........' 175
Коротко об анализе данных............177
Обработка «странных» результатов..........181
Сглаживание..................181
Поиск ошибки..................184
Использование программируемых калькуляторов.....185
Глава 10. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАБОТА НАД РУКОПИСЬЮ
И ДОКЛАДОМ
Общие соображения о представлении результатов работы 192 Первичные документы............... 194
Виды документов................ 194
В зависимости от адресата.............196
Структура статьи ................ 198
Рубрикация и выбор названия........... 200
Депонирование рукописей ............. 203
Подготовка устного сообщения............204
Традиционный доклад .............. 204
Доклад со звездочкой...............206
Подготовка иллюстративного материала........206
К рукописи...................206
К докладу ................... 216
Глава П. РАБОТА СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ
Что дает чтение специальной литературы и из чего оно складывается?....................218
Работа с текущей литературой............223
Методы литературного поиска........... 226
Получение кратких справок.............227
Широкий литературный поиск............232
Как хранить собранную информацию?.........236
Работы «лидеров».................236
Переводы.........'........... 237
Выписки....................238
Библиографические карточки............238
Картотеки ................... 239
Другие поисковые системы.............244
Глава 12. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННО-БИБЛИОГРАФИЧЕСКОГО ДЕЛА
О пользе формализованных приемов.........247
Вторичные, третичные и т. д. документы........248
Книги и журналы................248
Каталоги....................249
Указатели...................251
Универсальная десятичная классификация (УДК).....257
Основная таблица.................258
Прочие определители . ..............260
Система знаков.................263
Приложение. Основные стандарты, регламентирующие правила подготовки документов....... . 267
Литература.....................268
Предметный указатель...............273
Цена: 150руб.
